Электронные формулы катионов (примеры)

Катионы - положительно заряженные частицы. Содержат электронов меньше, чем электронейтральный атом. Заряд катиона определяет число удаляемых электронов. Удаляются электроны валентного уровня. Так, заряд катиона цезия Cs⁺ равен +1. Электронная формула этого катиона 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s⁰. Заряд катиона бария Ba²⁺ равен +2. Электронная формула Ba²⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s⁰.

Таблица 1.1

Катионы	Электронные формулы	Число неспаренных электронов
Cr^3+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^34s^0	три
Mn^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^54s^0	пять
Co^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^74s^0	три
Co^3+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^0	четыре
Ni^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^84s^0	два
Zn^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^0	ноль (их нет)
Pd^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^85s^0	два
Pd^4+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^65s^0	четыре
Zr^2+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^25s^0	два
Zr^4+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^05s^0	ноль (их нет)
Ce^4+	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^104f^05s^25p^66s^0	ноль (их нет)

Молекулярные катионы образуются путем присоединения к молекуле одного или нескольких катионов водорода. Пример: катион аммония, образуется по схеме NH₃ + H⁺ → NH₄ ⁺.

Электронные формулы атомов элементов и их анионов (примеры)

Анионы – отрицательно заряженные частицы. Содержат электронов больше, чем электронейтральный атом. Заряд аниона определяет число дополнительных (принятых) электронов.

Таблица 1.2

Элемент	Электронные формулы	Анионы	Электронные формулы
N	1s^22s^22p^3	N^3-	1s^22s^22p^6
P	1s^22s^22p^63s^23p^3	P^3-	1s^22s^22p^63s^23p^6
O	1s^22s^22p^4	O^2-	1s^22s^22p^6
S	1s^22s^22p^63s^23p^4	S^2-	1s^22s^22p^63s^23p^6
Cl	1s^22s^22p^63s^23p^5	Cl^-	1s^22s^22p^63s^23p^6
I	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^105s^25p^5	I^-	1s^22s^22p^63s^23p^63d^104s^24p^64d^105s^25p^6

Потенциал ионизации (в Bольтах) – численно равен энергии ионизации (кДж/моль или эВ/атом). Энергией ионизации (I_n) называется количество энергии, необходимое для отрыва “n”-ого электрона от невозбужденного атома. Отрыв каждого последующего электрона требует бóльших затрат энергии, т.е.

I₁ < I₂ < I_{3 .} В периоде при переходе слева направо потенциал ионизации I₁ в целом увеличивается. В главных подгруппах при движении сверху вниз – I₁ уменьшается, в побочных подгруппах (подгруппах d-элементов) I₁ при этом увеличивается.

Сродство к электрону – энергетический эффект процесса присоединения электрона к нейтральному атому Э с превращением его в отрицательный ион Э^-. Наибольшим сродством к электрону обладают p-

элементы VII группы. Наименьшее и даже отрицательное сродство к электрону имеют атомы с электронной конфигурацией s² (Be, Mg, Zn) и s²p⁶ (Ne, Ar, Kr), а также с наполовину заполненным p-подуровнем (N, P, As).

Сложные анионы – устойчивые группировки атомов, имеющие отрицательный заряд, обычно входят в состав кислот или солей в качестве «кислотного остатка» (SO₄^2-, NO₃^-, SiF₆^2-).